DE102011119217A1

DE102011119217A1 - Article having a selectively texturizable surface and methods of use

Info

Publication number: DE102011119217A1
Application number: DE102011119217A
Authority: DE
Inventors: Nancy L. Johnson; Alan L. Browne
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-08-16
Also published as: CN102537646A; US20120135190A1

Abstract

Es ist ein Gegenstand vorgesehen, der eine texturierbare Oberfläche, d. h. eine Oberfläche aufweist, deren Textur irreversibel oder reversibel umgestaltbar ist. Der Gegenstand umfasst eine selektiv texturierbare Oberfläche, wobei die texturierbare Oberfläche eine erste Oberflächentextur, die einem ersten Aktivierungszustand zugeordnet ist, und eine zweite Oberflächentextur aufweist, die einem zweiten Aktivierungszustand zugeordnet ist, wobei die erste Oberflächentextur von der zweiten Oberflächentextur verschieden ist. Der Gegenstand umfasst auch ein aktivierungszustandsempfindliches Material, umfassend ein aktives Material oder ein thixotropes Material oder eine Kombination daraus, das funktionell der texturierbaren Oberfläche zugeordnet und ausgebildet ist, um die erste Oberflächentextur in dem ersten Aktivierungszustand bereitzustellen und die zweite Oberflächentextur in dem zweiten Aktivierungszustand bereitzustellen.An article is provided which has a texturable surface; H. has a surface whose texture can be irreversibly or reversibly reshaped. The article comprises a selectively texturable surface, the texturable surface having a first surface texture associated with a first activation state and a second surface texture associated with a second activation state, the first surface texture being different from the second surface texture. The article also comprises an activation state-sensitive material, comprising an active material or a thixotropic material or a combination thereof, which is functionally associated with the texturable surface and is designed to provide the first surface texture in the first activation state and to provide the second surface texture in the second activation state.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Gegenstand mit einer texturierbaren Oberfläche und im Spezielleren einen Gegenstand mit einer texturierbaren Oberfläche, der ein aktivierungszustandsempfindliches Material umfasst, und noch spezieller einen Gegenstand mit einer texturierbaren Oberfläche, der ein aktivierungszustandsempfindliches Material umfasst, welches auf eine Änderung eines Feuchtigkeitsgehalts oder eine angewendete Scherkraft anspricht.Exemplary embodiments of the present invention relate to an article having a texturizable surface, and more particularly to an article having a texturizable surface comprising an activating state-sensitive material, and more particularly to an article having a texturizable surface comprising an activating state-sensitive material responsive to a change in moisture content or responds to an applied shear force.

Hintergrundbackground

Viele Gegenstände besitzen eine Oberfläche, die ein unerwünschtes Ansprechverhalten wie z. B. eine Abnahme des Gleitreibungskoeffizienten aufweisen, wenn sie erhöhten Feuchtigkeitsmengen ausgesetzt sind, beispielsweise wenn sie nass werden oder anderweitig erhöhten Feuchtigkeitsmengen ausgesetzt sind. Ein Beispiel umfasst Reifen für verschiedene Anwendungen, wo das Ausgesetztsein der Laufflächenoberfläche gegenüber Feuchtigkeit den Gleitreibungskoeffizienten in Bezug auf die Oberfläche herabsetzt, über die der Reifen rollt, und kann eine unerwünschte Reifenleistung wie z. B. einen verlängerten Bremsweg oder eine reduzierte Kurvenfahrleistung zur Folge haben. Weitere Beispiele umfassen rutschsichere Oberflächen, die in verschiedenen Fertigungsgegenständen zum Einsatz kommen, welche in Fahrzeugen, umfassend Türauskleidungen, Applikationen mit rutschsicheren Oberflächen, Böden, Bettauskleidungen, Pedale, Pedalabdeckungen oder -auflagen, Lenkrädern, Lenkradabdeckungen und dergleichen wie auch in Nicht-Fahrzeug-Fertigungsgegenständen, umfassend verschiedene Bodenbeläge, Türauskleidungen, Applikationen mit rutschsicheren Oberflächen, Böden, Bettauskleidungen, Abdeckungen oder Auflagen verwendet werden, wo das Ausgesetztsein der Oberfläche gegenüber Feuchtigkeit allgemein den Gleitreibungskoeffizienten herabsetzt und die Oberfläche unerwünscht rutschig machen kann.Many items have a surface that has an undesirable response such as. Example, a decrease in the coefficient of sliding friction, when exposed to increased amounts of moisture, for example, when they are wet or otherwise exposed to increased amounts of moisture. One example includes tires for various applications where exposing the tread surface to moisture reduces the coefficient of sliding friction with respect to the surface over which the tire is rolling, and may produce undesirable tire performance, such as tire wear. B. have an extended braking distance or a reduced cornering power result. Other examples include non-slip surfaces used in various articles of manufacture used in vehicles comprising door liners, non-slip surface applications, floors, bed liners, pedals, pedal covers or cushions, steering wheels, steering wheel covers, and the like, as well as in non-automotive manufacturing articles various floor coverings, door liners, applications with non-slip surfaces, floors, bed liners, covers or pads where the exposure of the surface to moisture generally reduces the coefficient of sliding friction and can make the surface undesirably slippery.

In solchen Gegenständen sind die Änderungen des Gleitreibungskoeffizienten der Gegenstandoberflächen in Ansprechen auf Änderungen ihres Feuchtigkeitszustandes allgemein nicht unter Kontrolle, weshalb es wünschenswert wäre, Oberflächen mit einer selektiv steuerbaren Reibungsleistung in Ansprechen auf den Feuchtigkeitsgehalt der Oberfläche, z. B. durch Aufrechterhalten eines vorbestimmten Reibungsniveaus in Ansprechen auf einen Anstieg der Feuchtigkeitsmenge an der Oberfläche, bereitzustellen.In such articles, the changes in the coefficient of sliding friction of the article surfaces in response to changes in their moisture condition are generally not under control, therefore it would be desirable to provide surfaces with selectively controllable frictional performance in response to the moisture content of the surface, e.g. By maintaining a predetermined level of friction in response to an increase in the amount of moisture at the surface.

Es ist demzufolge wünschenswert, Gegenstände mit Oberflächen bereitzustellen, die ein selektiv steuerbares Ansprechen auf Änderungen des Feuchtigkeitszustandes der Oberfläche aufweisen.It is therefore desirable to provide articles having surfaces which have a selectively controllable response to changes in the moisture level of the surface.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Gegenstand mit einer selektiv texturierbaren Oberfläche vorgesehen. Der Gegenstand weist eine selektiv texturierbare Oberfläche auf, wobei die selektiv texturierbare Oberfläche eine erste Oberflächentextur, die einem ersten Aktivierungszustand zugeordnet ist, und eine zweite Oberflächentextur aufweist, die einem zweiten Aktivierungszustand zugeordnet ist, wobei die erste Oberflächentextur von der zweiten Oberflächentextur verschieden ist. Der Gegenstand umfasst auch ein aktivierungszustandsempfindliches Material, umfassend ein aktives Material, ein Xerogel, ein thixotropes Material oder ein scherverdickendes Material.In an exemplary embodiment, an article having a selectively texturable surface is provided. The article has a selectively texturizable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first activation state and a second surface texture associated with a second activation state, wherein the first surface texture is different than the second surface texture. The article also includes an activation state sensitive material comprising an active material, a xerogel, a thixotropic material, or a shear thickening material.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Gegenstand mit einer feuchtigkeitsaktivierten, selektiv texturierbaren Oberfläche vorgesehen. Der Gegenstand weist eine feuchtigkeitsaktivierte, selektiv texturierbare Oberfläche auf, wobei die selektiv texturierbare Oberfläche eine erste Oberflächentextur, die einem ersten Feuchtigkeitsgehalt nahe der Oberfläche zugeordnet ist, und eine zweite Oberflächentextur aufweist, die einem zweiten Feuchtigkeitsgehalt nahe der Oberfläche zugeordnet ist, wobei die erste Oberflächentextur von der zweiten Oberflächentextur verschieden ist. Der Gegenstand umfasst auch ein aktives Material, welches der selektiv texturierbaren Oberfläche funktionell zugeordnet ist, wobei das aktive Material einen ersten Zustand, der dem ersten Feuchtigkeitsgehalt zugeordnet ist, und einen zweiten Zustand aufweist, der einem zweiten Feuchtigkeitsgehalt zugeordnet ist, wobei der erste Zustand ausgebildet ist, um selektiv die erste Oberflächentextur bereitzustellen, und der zweite Zustand ausgebildet ist, um die zweite Oberflächentextur bereitzustellen.In another exemplary embodiment, an article having a moisture-activated, selectively texturable surface is provided. The article has a moisture activated, selectively texturizable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first moisture content near the surface and a second surface texture associated with a second moisture content near the surface, wherein the first surface texture is different from the second surface texture. The article also includes an active material operatively associated with the selectively texturable surface, wherein the active material has a first state associated with the first moisture content and a second state associated with a second moisture content, wherein the first state is formed is to selectively provide the first surface texture, and the second state is configured to provide the second surface texture.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer texturierbaren Oberfläche vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass ein Gegenstand mit einer selektiv texturierbaren Oberfläche, wobei die selektiv texturierbare Oberfläche eine erste Oberflächentextur, die einem ersten Aktivierungszustand zugeordnet ist, und eine zweite Oberflächentextur aufweist, die einem zweiten Aktivierungszustand zugeordnet ist, wobei die erste Oberflächentextur von der zweiten Oberflächentextur verschieden ist, aus einem aktivierungszustandsempfindlichen Material gebildet wird, welches ein aktives Material, ein thixotropes Material oder ein scherverdickendes Material oder eine Kombination daraus umfasst und funktionell der selektiv texturierbaren Oberfläche zugeordnet und ausgebildet ist, um selektiv die erste Oberflächentextur in dem ersten Aktivierungszustand und die zweite Oberflächentextur in dem zweiten Aktivierungszustand bereitzustellen. Das Verfahren umfasst auch, dass die selektiv texturierbare Oberfläche einem von dem ersten Aktivierungszustand und dem zweiten Zustand ausgesetzt wird, um eine von der ersten Oberflächentextur und der zweiten Oberflächentextur bereitzustellen.In another exemplary embodiment, a method of making an article having a texturizable surface is provided. The method includes where an article having a selectively texturable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first activation state and a second surface texture associated with a second activation state, wherein the first surface texture is from the second surface texture is formed of an activation state sensitive material which is an active material, a thixotropic material or a shear thickening material, or a combination thereof and functionally associated with the selectively textured surface and configured to selectively provide the first surface texture in the first activation state and the second surface texture in the second activation state. The method also includes exposing the selectively textured surface to one of the first activation state and the second state to provide one of the first surface texture and the second surface texture.

Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.The above features and advantages as well as other features and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden rein beispielhaft in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen offensichtlich, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:Other objects, features, advantages and details will become apparent, by way of example only, in the detailed description of embodiments which follows, the detailed description of which refers to the drawings, in which:

1A–1D schematische Querschnittsansichten einer beispielhaften Ausführungsform eines selektiv texturierbaren Gegenstandes und eines Verfahrens zur Herstellung und Verwendung desselben, wie hierin offenbart, sind; 1A - 1D 12 are schematic cross-sectional views of an exemplary embodiment of a selectively texturable article and method of making and using the same as disclosed herein;

2A–2D schematische Querschnittsansichten einer zweiten beispielhaften Ausführungsform eines selektiv texturierbaren Gegenstandes und eines Verfahrens zur Herstellung und Verwendung desselben, wie hierin offenbart, sind; 2A - 2D 12 are schematic cross-sectional views of a second exemplary embodiment of a selectively texturable article and method of making and using the same as disclosed herein;

3A–3C schematische Querschnittsansichten einer dritten beispielhaften Ausführungsform eines selektiv texturierbaren Gegenstandes und eines Verfahrens zur Herstellung und Verwendung desselben, wie hierin offenbart, sind; 3A - 3C Figure 12 are schematic cross-sectional views of a third exemplary embodiment of a selectively texturable article and method of making and using same as disclosed herein;

4 eine beispielhafte Ausführungsform eines Gegenstandes mit einer selektiv texturierbaren Oberfläche ist, der ausgebildet ist, um selektiv texturierbar zu sein; und 4 an exemplary embodiment of an article having a selectively texturizable surface configured to be selectively texturable; and

5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verwendung eines selektiv texturierbaren Gegenstandes, wie hierin offenbart, ist. 5 Figure 3 is a flow chart of a method of using a selectively texturable article as disclosed herein.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Unter Bezugnahme auf die 1A bis 1D sind in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gegenstand 10, der eine selektiv texturierbare Oberfläche 20 aufweist und einen Körper 12 umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Gegenstandes 12 bereitgestellt. Der Gegenstand 10 kann ein beliebiger geeigneter Gegenstand 10 sein, wenn es wünschenswert ist, eine selektiv texturierbare Oberfläche 20, wie hierin beschrieben, vorzusehen. Die selektiv texturierbare Oberfläche 20 ist ausgebildet, um selektiv von einer ersten Oberflächentextur 30 (1C) in eine zweite Oberflächentextur 40 (1D) geändert zu werden. Die selektive Änderung der Oberflächentextur kann verwendet werden, um die Eigenschaften und die Leistungsmerkmale der Oberfläche 20 in verschiedenen Anwendungen zu wählen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann dies eine selektive Erhöhung oder Verringerung des Gleitreibungskoeffizienten in Ansprechen auf eine Änderung von einem ersten Aktivierungszustand 32 und einer zugeordneten ersten Oberflächentextur 30 in einen zweiten Aktivierungszustand 42 und eine zugeordnete zweite Oberflächentextur 40 umfassen. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann dies eine selektive Erhöhung oder Verringerung der Traktionskenngrößen der Oberfläche 20, oder allgemeiner, der Kraftübertragungskenngrößen der Oberfläche 20 gegen ein/e zusammengepasste/s Oberfläche oder Medium (z. B. ein Fluid), mit der sie in Kontakt steht, in Ansprechen auf eine Änderung von einem ersten Aktivierungszustand 32 und einer zugeordneten ersten Oberflächentextur 30 (1C) in einen zweiten Aktivierungszustand 42 und eine zugeordnete zweite Oberflächentextur 40 (1D) umfassen. Ein Beispiel eines Gegenstandes 10 umfasst Reifen für verschiedene Anwendungen, wo das Ausgesetztsein der Laufflächenoberfläche gegenüber Feuchtigkeit eine Änderung in der Oberflächentextur erzeugt und den Gleitreibungskoeffizienten in Bezug auf die Oberfläche erhöht, über die der Reifen rollt, und Leistungsvorteile wie z. B. einen verkürzten Bremsweg oder eine erhöhte Kurvenfahrleistung bereitstellt. Weitere Beispiele von Gegenständen 10 umfassen rutschsichere Oberflächen 20, die in verschiedenen Fertigungsgegenständen zum Einsatz kommen, welche in Fahrzeugen, umfassend Türauskleidungen, Applikationen mit rutschsicheren Oberflächen, Böden, Bettauskleidungen, Pedale, Pedalabdeckungen oder -auflagen, Lenkrädern, Lenkradabdeckungen und dergleichen wie auch in Nicht-Fahrzeug-Fertigungsgegenständen, umfassend verschiedene Bodenbeläge, Türauskleidungen, Applikationen mit rutschsicheren Oberflächen, Böden, Bettauskleidungen, Abdeckungen oder Auflagen verwendet werden, wo das Ausgesetztsein der Oberfläche gegenüber Feuchtigkeit allgemein eine Änderung der Oberflächentextur erzeugt und den Gleitreibungskoeffizienten erhöht, um die Oberfläche weniger rutschig zu machen.With reference to the 1A to 1D are an article in accordance with an exemplary embodiment of the present invention 10 that has a selectively textured surface 20 has and a body 12 and a method of making and using the article 12 provided. The object 10 can be any suitable item 10 if desired, a selectively textured surface 20 as described herein. The selectively textured surface 20 is designed to be selective from a first surface texture 30 ( 1C ) into a second surface texture 40 ( 1D ) to be changed. The selective change of the surface texture can be used to enhance the properties and performance of the surface 20 to choose in different applications. In an exemplary embodiment, this may be a selective increase or decrease in the coefficient of sliding friction in response to a change from a first activation state 32 and an associated first surface texture 30 in a second activation state 42 and an associated second surface texture 40 include. In other exemplary embodiments, this may be a selective increase or decrease in the traction characteristics of the surface 20 , or more generally, the force transmission characteristics of the surface 20 against a mated surface or medium (eg, a fluid) with which it is in contact, in response to a change from a first activation state 32 and an associated first surface texture 30 ( 1C ) into a second activation state 42 and an associated second surface texture 40 ( 1D ). An example of an object 10 includes tires for various applications where exposing the tread surface to moisture creates a change in surface texture and increases the coefficient of sliding friction relative to the surface over which the tire rolls, and provides performance benefits such as performance. B. provides a shortened braking distance or increased cornering power. Further examples of objects 10 include non-slip surfaces 20 used in various articles of manufacture used in vehicles comprising door liners, non-slip surface applications, floors, bed liners, pedals, pedal covers or cushions, steering wheels, steering wheel covers, and the like, as well as in non-automotive manufacturing articles comprising various floor coverings. Door liners, applications with non-slip surfaces, floors, bed liners, covers or pads are used where exposing the surface to moisture generally creates a change in surface texture and increases the coefficient of sliding friction to make the surface less slippery.

Die selektiv texturierbare Oberfläche 20 ist ausgebildet, um eine erste Oberflächentextur 30 bereitzustellen, die einem ersten Aktivierungszustand 32 zugeordnet ist, wie in 1C gezeigt, wobei der erste Aktivierungszustand 32 ein Ausgesetztsein der Oberfläche 20 gegenüber einer reduzierten Feuchtigkeitsmenge (z. B. wenn die Oberfläche 20 trocken ist) ist. Die selektiv texturierbare Oberfläche 20 ist auch ausgebildet, um eine zweite Oberflächentextur 40 bereitzustellen, die einem zweiten Aktivierungszustand 42 zugeordnet ist, wie in 1D gezeigt, wobei der zweite Aktivierungszustand 42 ein Ausgesetztsein der Oberfläche 20 gegenüber einer erhöhten Feuchtigkeitsmenge (z. B. wenn die Oberfläche 20 nass oder einer Umgebung mit viel Feuchtigkeit ausgesetzt ist) ist. Die erhöhte Feuchtigkeit kann z. B. in Form eines Ausgesetztseins gegenüber Wasser oder einer Zunahme des Feuchtigkeitsgehalts der Umgebung nahe der Oberfläche, wie z. B. ein Zustand hoher Feuchtigkeit sein. In diesem Beispiel ist die zweite Oberflächentextur 40 größer als die erste Oberflächentextur 30 infolge der Vielzahl von Vorsprüngen 22, die auf der Oberfläche 20 gebildet sind. In dem zweiten Aktivierungszustand 42 stehen die Vorsprünge 22 von der Oberfläche 20 vor und stellen eine erhöhte Oberflächentexturierung bereit, wohingegen in dem ersten Aktivierungszustand 32 die Oberfläche 20 ein reduziertes Ausmaß an Texturierung aufweist, da die Vorsprünge 22 nicht vorhanden sind oder eine reduzierte Größe aufweisen (nicht gezeigt).The selectively textured surface 20 is designed to be a first surface texture 30 to provide the first activation state 32 is assigned as in 1C shown, the first activation state 32 an exposure of the surface 20 against a reduced amount of moisture (e.g., when the surface 20 is dry). The selectively textured surface 20 is also designed to have a second surface texture 40 provide a second activation state 42 is assigned as in 1D shown, wherein the second activation state 42 an exposure of the surface 20 to an increased amount of moisture (eg, when the surface 20 wet or exposed to a high humidity environment). The increased humidity can z. In the form of exposure to water or an increase in the moisture content of the environment near the surface, such as water. B. be a high humidity condition. In this example, the second surface texture is 40 larger than the first surface texture 30 due to the large number of protrusions 22 on the surface 20 are formed. In the second activation state 42 stand the projections 22 from the surface 20 and provide increased surface texturing, whereas in the first activation state 32 the surface 20 has a reduced degree of texturing, since the projections 22 are absent or have a reduced size (not shown).

Die erste Oberflächentextur 30 ist von der zweiten Oberflächentextur 40 verschieden. Der Unterschied kann makroskopische Unterschiede oder Aspekte wie z. B. das Volumen, die Kontur oder Form der texturierbaren Oberfläche 20 umfassen oder er kann mikroskopische Unterschiede oder Aspekte wie z. B. die Oberflächenrauigkeit, die Porosität oder mikroskopische Profil-, Kontur- oder Formmerkmale umfassen, oder er kann eine Kombination aus makroskopischen und mikroskopischen Unterschieden umfassen.The first surface texture 30 is from the second surface texture 40 different. The difference may be macroscopic differences or aspects such as: As the volume, the contour or shape of the texturized surface 20 or he may have microscopic differences or aspects such. For example, it may include surface roughness, porosity, or microscopic profile, contour, or shape features, or it may include a combination of macroscopic and microscopic differences.

Diese Änderung der Texturierung kann z. B. verwendet werden, um den Gleitreibungskoeffizienten an der Grenzfläche zwischen der texturierbaren Oberfläche und Objekten zu erhöhen oder zu verringern, mit denen sie in Kontakt steht. Eine weitere Ausführungsform umfasst die Aufnahme von Filmen aus thixotropen Fluiden in Schichten unter der Oberfläche, um zuzulassen, dass sich die Oberfläche reversibel der Form des die Oberfläche lokal beanspruchenden Objekts – z. B. einer Hand, die ein Lenkrad angreift – anpasst, um so die Griff/Scherkräfte zwischen diesen beiden zu erhöhen. Anwendungen und Ausführungsform umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf eine feuchtigkeitsaktivierte SMP-Texturierung zur passiven Reduktion der Rutschigkeit nasser Oberflächen wie z. B. Böden oder anderweitiger glattflächiger Bodenbeläge oder Brems-, Gas- oder anderer Pedale und dergleichen; die feuchtigkeits- und wärmeaktivierte Texturierung von verschiedenen Griffen wie z. B. eines Tennisschlägergriffes; die feuchtigkeitsaktivierte (z. B. durch Feuchtigkeit von Händen) Texturierung oder scherkraftaktivierte Texturierung eines Lenkrades oder einer anderen menschlichen Kontaktfläche; die automatische Texturierung von Reifenoberflächen, wenn sie nass sind; und die Verwendung eines Feuchtigkeitssensors, um eine Texturierung auszulösen, ob mit einem SMP oder einem SMP-losen Ansatz. Es sind auch umgekehrte Ausführungsformen eingeschlossen, in denen eine Feuchtigkeitsaktivierung verwendet wird, um die Größe der Oberflächentextur mit einer Zunahme der an der selektiv texturierbaren Oberfläche 20 vorhandenen Feuchtigkeitsmenge zu reduzieren, und so die Einfachheit einer Oberflächenreinigung zu erhöhen.This change in the texturing can z. B. can be used to increase or decrease the sliding friction coefficient at the interface between the texturizable surface and objects with which it is in contact. Another embodiment includes incorporating films of thixotropic fluids in subsurface layers to allow the surface to be reversibly reversed to the shape of the object locally stressing the surface, e.g. B. a hand that engages a steering wheel - adapts, so as to increase the grip / shear forces between the two. Applications and embodiments include, but are not limited to, moisture-activated SMP texturing for the passive reduction of slipperiness of wet surfaces, e.g. B. floors or other smooth-surfaced floor coverings or brake, gas or other pedals and the like; the moisture and heat activated texturing of various handles such. B. a tennis racket handle; texturizing or shear-activated texturing of a steering wheel or other human interface, such as moisture-activated (eg, by moisture from hands); automatic texturing of tire surfaces when wet; and the use of a moisture sensor to trigger texturing, whether with an SMP or a SMP-less approach. Also included are reverse embodiments in which moisture activation is used to increase the size of the surface texture with an increase in the selectively texturable surface area 20 reduce the amount of moisture present, thus increasing the simplicity of surface cleaning.

Unter Bezugnahme auf die 1A–3D umfasst der Gegenstand 10 auch ein aktivierungszustandsempfindliches Material 50. Das aktivierungszustandsempfindliche Material ist funktionell der texturierbaren Oberfläche 20 zugeordnet und ausgebildet, um die erste Oberflächentextur 30 in dem ersten Aktivierungszustand 32 und die zweite Oberflächentextur 40 in dem zweiten Aktivierungszustand 42 bereitzustellen. Die Änderung der Textur kann reversibel (Texturierung in zwei Richtungen) oder irreversibel (Texturierung in eine Richtung) sein. Das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 kann ein beliebiges aktivierungszustandsempfindliches Material 50 umfassen und kann ausgebildet sein, um auf einen beliebigen geeigneten Aktivierungszustand, der ausgebildet ist, um eine Änderung der texturierbaren Oberfläche 20 bereitzustellen, oder auf eine Vielzahl von Aktivierungszuständen anzusprechen. Geeignete aktivierungszustandsempfindliche Materialen umfassen ein aktives Material 52 wie z. B. ein Formgedächtnispolymer-(SMP, von shape memory polymer)-Material 53, ein Xerogel-Material 56, ein thixotropes Material 56 oder ein scherverdickendes Material 58 oder Kombinationen davon. Aktivierungszustandsempfindliche Materialien 50 können viele verschiedene Einrichtungsmechanismen oder reversible Zweirichtungsmechanismen verwenden oder einsetzen, um die Änderung in der Oberflächentextur bereitzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 ein aktives Material 52 mit einem SMP-Material 53 umfassen, welches einen irreversiblen oder einen reversiblen feuchtigkeitsaktivierten Formgedächtniseffekt verwendet, den bestimmte Klassen von Formgedächtnispolymeren (SMPs) zeigen, wobei Abschnitte des SMP mithilfe geeigneter Formgebungsverfahren trainiert wurden, um eine Maßänderung bereitzustellen, die durch eine Änderung der Flüssigkeitsmenge aktiviert wird, welcher die texturierbare Oberfläche 20 ausgesetzt ist. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 ein Xerogel umfassen, welches eine fluid (z. B. wasser)-aktivierte reversible Maßänderung wie z. B. ein Ausdehnen und Zusammenziehen bei der Aufnahme bzw. Abgabe eines Fluids bereitstellt, um eine reversible Texturierung der texturierbaren Oberfläche 20 bereitzustellen. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 ein thixotropes Material 56 oder ein scherverdickendes (oder scherverdünnendes) Material 58 (z. B. ein scherverdickendes Fluid 58) sein, das eine Änderung der Viskosität des Materials in Ansprechen auf eine angewendete Spannung verwendet, wobei die Anwendung und Wegnahme einer auf die texturierbare Oberfläche 20 angewendeten Spannung verwendet werden kann, um ihre Textur zu ändern.With reference to the 1A - 3D includes the item 10 also an activation state sensitive material 50 , The activation state sensitive material is functional of the texturizable surface 20 assigned and trained to the first surface texture 30 in the first activation state 32 and the second surface texture 40 in the second activation state 42 provide. The change of the texture can be reversible (texturing in two directions) or irreversible (texturing in one direction). The activation state sensitive material 50 may be any activation state sensitive material 50 and may be configured to respond to any suitable activation state that is formed, to a change in the texture surface 20 or to respond to a variety of activation conditions. Suitable activation state sensitive materials include an active material 52 such as A shape memory polymer (SMP) material 53 , a xerogel material 56 , a thixotropic material 56 or a shear-thinning material 58 or combinations thereof. Activation state sensitive materials 50 can use or use many different set up mechanisms or reversible bidirectional mechanisms to provide the change in surface texture. In an exemplary embodiment, the activation state sensitive material 50 an active material 52 with a SMP material 53 which utilizes an irreversible or reversible moisture activated shape memory effect exhibited by certain classes of shape memory polymers (SMPs), portions of the SMP having been trained by suitable shaping techniques to provide a dimensional change that is activated by a change in the amount of fluid which is the texturizable surface 20 is exposed. In another exemplary embodiment, the activation state sensitive material 50 include a xerogel which has a fluid (e.g., water) activated reversible dimensional change such as e.g. B. an expansion and contraction in the recording or dispensing of a fluid to provide reversible texturing of the texture surface 20 provide. In another exemplary embodiment, the activation state sensitive material 50 a thixotropic material 56 or a shear-thinning (or shear-thinning) material 58 (eg a shear thickening fluid 58 ), which utilizes a change in the viscosity of the material in response to an applied stress, wherein the application and removal of one on the texturizable surface 20 applied tension can be used to change their texture.

Das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 kann das Ansprechen auf den ersten Aktivierungszustand 32 und den zweiten Aktivierungszustand 42 entweder passiv, wie in den oben beschriebenen Beispielen, oder aktiv in Ansprechen auf ein erfasstes Signal 60, 4, welches den ersten und den zweiten Aktivierungszustand 32, 42 angibt, bereitstellen. Das erfasste Signal 60 kann von dem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 direkt oder optional durch Verwendung eines entsprechenden Sensors 68 bereitgestellt werden, der betrieben wird, um einen ersten Aktivierungszustand 32 und einen zweiten Aktivierungszustand 42 zu erfassen. Wie in 4 gezeigt, können, wenn das Ansprechen auf diese Zustande aktiv bereitgestellt wird, das Ansprechen und die Änderung des aktivierungszustandsempfindlichen Materials 50 über einen Controller 62 wie z. B. einen mikrocomputerbasierten Controller gesteuert sein, um ein Aktivierungssignal 64 bereitzustellen, welches ausgebildet ist, um den Aktivierungszustand zu produzieren, der notwendig ist, um das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 zu aktivieren. In einigen Ausführungsformen kann der Aktivierungszustand in dem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 durch das Aktivierungssignal 64 allein produziert werden, wie z. B. bei aktiven Materialien, welche direkt durch ein Aktivierungssignal 64 einschließlich verschiedener elektrischer Signale aktiviert werden können. In weiteren Ausführungsformen kann der Aktivierungszustand optional in dem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 durch das Aktivierungssignal 64 und eine Aktivierungsvorrichtung 64 wie z. B. eine Heizeinrichtung für thermoempfindliche Materialien oder eine Vorrichtung produziert werden, die ausgebildet ist, um ein elektrisches oder magnetisches Feld für Materialien zu erzeugen, die auf elektrische oder magnetische Felder ansprechen. In einem Beispiel kann das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 verwendet werden, um direkt ein erfasstes Signal 60 zu erzeugen, das einen ersten Feuchtigkeits- oder Spannungszustand 32 oder einen zweiten Feuchtigkeits- oder Spannungszustand 42 oder beide angibt, und der Controller 62 kann verwendet werden, um das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 aktiv und direkt unter Verwendung des Signals 60 zu steuern, um eine erste Oberflächentextur 30 oder eine zweite Oberflächentextur 40 bereitzustellen. In einem weiteren Beispiel kann ein Sensor 68, der mit dem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 in funktionellem Eingriff steht, verwendet werden, um indirekt ein Signal 60 zu erzeugen, das einen ersten Feuchtigkeits- oder Spannungszustand 32 oder einen zweiten Feuchtigkeits- oder Spannungszustand 42 oder beide angibt, und der Controller 62 kann verwendet werden, um eine Aktivierungsvorrichtung 66 zu aktivieren, um das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 unter Verwendung des Signals 60 zu aktivieren, um eine erste Oberflächentextur 30 oder eine zweite Oberflächentextur 40 bereitzustellen.The activation state sensitive material 50 can be the response to the first activation state 32 and the second activation state 42 either passive, as in the examples described above, or active in response to a detected signal 60 . 4 indicating the first and second activation states 32 . 42 indicates provide. The detected signal 60 may be of the activation state sensitive material 50 directly or optionally by using a corresponding sensor 68 which is operated to a first activation state 32 and a second activation state 42 capture. As in 4 As shown, when the response to these conditions is actively provided, the response and change of the activation state sensitive material may be made 50 via a controller 62 such as For example, a microcomputer-based controller may be controlled to provide an activation signal 64 which is configured to produce the activation state necessary to activate the activation-state-sensitive material 50 to activate. In some embodiments, the activation state may be in the activation state sensitive material 50 through the activation signal 64 are produced alone, such. B. in active materials, which directly by an activation signal 64 including various electrical signals can be activated. In further embodiments, the activation state may optionally be in the activation state sensitive material 50 through the activation signal 64 and an activation device 64 such as For example, a heater for thermosensitive materials or a device designed to generate an electric or magnetic field for materials responsive to electrical or magnetic fields may be produced. In one example, the activation state sensitive material may be 50 used to directly receive a detected signal 60 to generate a first state of humidity or tension 32 or a second state of humidity or stress 42 or both, and the controller 62 can be used to activate the activation state sensitive material 50 active and directly using the signal 60 to steer to a first surface texture 30 or a second surface texture 40 provide. In another example, a sensor 68 containing the activation state sensitive material 50 in functional engagement, used to indirectly signal 60 to generate a first state of humidity or tension 32 or a second state of humidity or stress 42 or both, and the controller 62 Can be used to create an activation device 66 to activate the activation state sensitive material 50 using the signal 60 to activate a first surface texture 30 or a second surface texture 40 provide.

Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „aktives Material” auf Materialien, die einen Formgedächtniseffekt zeigen. Insbesondere nachdem sie pseudoplastisch verformt wurden, können sie durch eine entsprechende Aktivierung in ihre ursprüngliche Form zurückgestellt werden. Auf diese Weise können sich Formgedächtnismaterialien in Ansprechen auf einen Aktivierungszustand, der ein Aktivierungssignal umfasst, und im Spezielleren einen Aktivierungszustand, der das Ausgesetztsein des Materials gegenüber einem geeigneten Fluid umfasst, und noch spezieller einen Aktivierungszustand, der das Ausgesetztsein des Materials gegenüber Feuchtigkeit umfasst, entweder passiv oder aktiv in eine vorbestimmte Form ändern. Es sind diese Eigenschaften, die vorteilhafterweise die texturierbare Oberfläche 20 bereitstellen werden. Geeignete Formgedächtnismaterialien umfassen ohne Einschränkung verschiedene SMP-Materialien und im Spezielleren verschiedene fluidaktivierte SMP-Materialien einschließlich feuchtigkeitsaktivierter SMP-Materialien.As used herein, the term "active material" refers to materials that exhibit a shape memory effect. In particular, after they have been deformed pseudoplastic, they can be restored by a corresponding activation in its original form. In this way, shape memory materials may either be in response to an activation state comprising an activation signal, and more particularly an activation state involving exposure of the material to a suitable fluid, and more particularly an activation state involving exposure of the material to moisture passively or actively change to a predetermined shape. It is these properties that advantageously the texturizable surface 20 be deployed. Suitable shape memory materials include, without limitation, various SMP materials, and more particularly, various fluid-activated SMP materials, including moisture-activated SMP materials.

„Formgedächtnispolymer” bezieht sich allgemein auf ein Polymermaterial, das eine Änderung einer Eigenschaft wie z. B. eines Elastizitätsmoduls, einer Form, einer Abmessung, einer Formorientierung oder einer Kombination, die zumindest eine der vorhergehenden Eigenschaften umfasst, entweder aktiv, beim Anwenden eines Aktivierungssignals, oder passiv, in Ansprechen auf eine Änderung einer Umgebungsbedingung (z. B. eines Feuchtigkeitsgehalts) zeigt. In passiv aktivierten Systemen können die Formgedächtnispolymere ein beliebiges SMP, insbesondere ein fluidaktiviertes SMP und im Spezielleren ein feuchtigkeitsaktiviertes SMP umfassen, wobei die Änderung der Eigenschaft passiv durch Ausgesetztsein des SMP gegenüber einem geeigneten Fluid wie z. B. Wasser bewirkt wird. Das SMP und das Fluid werden gewählt, um die gewünschte Eigenschaftsänderung bereitzustellen, wie z. B. jene, die hierin beschrieben sind. In aktiv aktivierten Systemen kann ein Fluidaktivierungssignal von einem Controller 62, z. B. eines, das das Ausgesetztsein des Materials gegenüber einem geeigneten oder vorbestimmten Fluid angibt, verwendet werden, um eine Aktivierung des aktiven Materials zu steuern. In diesen Systemen kann das SMP derart gewählt sein, dass es wärmempfindlich (d. h., die Änderung der Eigenschaft wird durch ein thermisches Aktivierungssignal oder in Ansprechen auf eine Änderung eines thermischen Zustands, z. B. eine Änderung einer Temperatur, bewirkt), lichtempfindlich (d. h., die Änderung der Eigenschaft wird durch ein lichtbasiertes Aktivierungssignal oder in Ansprechen auf eine Änderung der Lichtverhältnisse, z. B. eine Änderung der Wellenlänge oder der Intensität von einfallendem Licht, bewirkt), oder empfindlich gegenüber einem beliebigen anderen eine Eigenschaft des SMP ändernden Mechanismus ist. Das Aktivierungssignal 64 kann in Ansprechen auf ein erfasstes Signal 60 bereitgestellt werden, das auf das Ausgesetztsein des aktiven Materials (z. B. des SMP) gegenüber einem vorbestimmten Fluid anspricht. Dies kann erfasste Signale umfassen, die auf eine beliebige Eigenschaft des Fluids ansprechen. Im Fall von Wasser kann diese Eigenschaft die Feuchtigkeit, den Wasserdampfdruck oder das Vorhandensein von flüssigem Wasser oder ein anderes Ansprechen auf eine Änderung auf einen auf Wasser bezogenen Zustand umfassen, wie z. B. das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Wasser oder eine Änderung der relativen Mengen oder Phase des Wassers oder eine Kombination sein, die mindestens eines der vorhergehenden umfasst."Shape memory polymer" generally refers to a polymeric material that exhibits a change in a property, such as a property of a polymer. A modulus of elasticity, shape, dimension, shape orientation, or combination comprising at least one of the foregoing properties, either active, upon application of an activation signal, or passive, in response to a change in environmental condition (eg, moisture content) ) shows. In passively activated systems, the shape memory polymers may comprise any SMP, in particular a fluid-activated SMP, and more particularly a moisture-activated SMP, wherein the change in property is passively induced by exposing the SMP to a suitable fluid, such as e.g. B. water is effected. The SMP and the fluid are chosen to provide the desired property change, such as. Those described herein. In actively activated systems, a fluid activation signal may be from a controller 62 , z. For example, one that indicates the exposure of the material to a suitable or predetermined fluid can be used to provide a Activation of the active material to control. In these systems, the SMP may be selected to be photosensitive (ie, the change in property is effected by a thermal activation signal or in response to a change in a thermal condition, eg, a change in temperature), photosensitive (ie the change in property is caused by a light-based activation signal or in response to a change in light conditions, eg, a change in wavelength or intensity of incident light), or sensitive to any other feature of the SMP-altering mechanism , The activation signal 64 can be in response to a detected signal 60 which is responsive to exposure of the active material (eg, the SMP) to a predetermined fluid. This may include detected signals responsive to any property of the fluid. In the case of water, this property may include moisture, water vapor pressure, or the presence of liquid water, or any other response to a water-related condition, such as water. Example, the presence or absence of water or a change in the relative amounts or phase of the water or a combination comprising at least one of the preceding.

Im Allgemeinen sind SMPs phasengetrennte Copolymere, die zumindest zwei verschiedene Einheiten umfassen, welche so beschrieben werden können, dass sie verschiedene Segmente innerhalb des SMPs definieren, wobei jedes Segment unterschiedlich zu den Gesamteigenschaften des SMPs beiträgt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Segment” auf einen Block, einen Pfröpfling oder eine Sequenz desselben oder ähnlicher Monomer- oder Oligomereinheiten, der/die copolymerisiert ist, um das SMP zu bilden. Jedes Segment kann kristallin oder amorph sein und weist eine/n entsprechende/n Schmelzpunkt bzw. eine Erweichungstemperatur (T_g) auf. Der Begriff „Wärmeübergangstemperatur” wird hierin einfacherweise verwendet, um allgemein entweder auf eine T_g oder einen Schmelzpunkt (T_m) Bezug zu nehmen, je nachdem, ob das Segment ein amorphes Segment oder ein kristallines Segment ist. Für SMPs, die (n) Segmente umfassen, kann gesagt werden, dass das SMP ein hartes Segment und (n – 1) weiche Segmente aufweist, wobei das harte Segment eine höhere Wärmeübergangstemperatur aufweist als jedes weiche Segment. Somit weist das SMP (n) Wärmeübergangstemperaturen (T_trans) auf. Die Wärmeübergangstemperatur des harten Segments wird als die „letzte Übergangstemperatur” bezeichnet und die niedrigste Wärmeübergangstemperatur des so genannten „weichsten” Segments wird als die „erste Übergangstemperatur” bezeichnet. Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass, wenn das SMP mehrere Segmente aufweist, die sich durch dieselbe Wärmeübergangstemperatur, die auch die letzte Übergangstemperatur ist, auszeichnen, gesagt werden kann, dass das SMP mehrere harte Segmente aufweist.In general, SMPs are phase separated copolymers comprising at least two distinct units which can be described as defining different segments within the SMP, each segment contributing differently to the overall properties of the SMP. As used herein, the term "segment" refers to a block, a pruner or a sequence of the same or similar monomer or oligomer units that is copolymerized to form the SMP. Each segment may be crystalline or amorphous and has a corresponding melting point or softening temperature (T _g ). The term "thermal transition temperature" is used herein for convenience to generically refer to either a _Tg or a melting point (T _m) Reference, depending on whether the segment is an amorphous segment or a crystalline segment. For SMPs comprising (n) segments, it can be said that the SMP has a hard segment and (n-1) soft segments, with the hard segment having a higher heat transfer temperature than any soft segment. Thus, the SMP (n) has heat transfer temperatures (T _trans ). The heat transfer temperature of the hard segment is referred to as the "last transition temperature" and the lowest heat transfer temperature of the so-called "softest" segment is referred to as the "first transition temperature". It is important to note that if the SMP has multiple segments characterized by the same heat transfer temperature, which is also the last transition temperature, it can be said that the SMP has several hard segments.

Wenn das SMP-Material über die letzte Übergangstemperatur erwärmt wird, kann dem SMP-Material eine permanente Form verliehen werden. Eine permanente Form für das SMP-Material kann durch ein nachfolgendes Abkühlen des Materials unter diese Temperatur festgelegt oder ins Gedächtnis eingeprägt werden. Wie hierin verwendet sind die Begriffe „ursprüngliche Form”, „vorher definierte Form” und „permanente Form” gleichbedeutend, wenn sie sich auf SMP-Materialien beziehen, und sollen untereinander austauschbar verwendet werden. Eine temporäre Form kann festgelegt werden, indem das Material auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher als eine Wärmeübergangstemperatur eines jeglichen weichen Segments ist, jedoch unter der letzten Übergangstemperatur liegt, eine äußere Spannung oder Belastung angewendet wird, um das SMP-Material zu verformen, und es dann unter die bestimmte Wärmeübergangstemperatur des weichen Segments abgekühlt wird, während die verformende äußere Spannung oder Belastung aufrechterhalten wird. Dies ist schematisch in den 1A und 1B veranschaulicht, wobei das SMP-Material 53 in einem Formwerkzeug 80 geformt wird, um einen Vorläufergegenstand 10' herzustellen, der einen Vorläuferkörper 12' mit einer texturierbaren Vorläuferoberfläche 20 aufweist, die Vorläufervorsprünge 22' aufweist, wie in 1A veranschaulicht. Die Vorläufervorsprünge 22' können eine beliebige vorstehende Ausformung oder Form einschließlich einzelner kreisförmiger (oder anders geformter) Erhebungen, länglicher Rücken oder dergleichen aufweisen. Die Form im geformten Zustand von 1A kann dann mit (einer) erwärmten Platte(n) 90 gepresst werden, wie in 1B gezeigt, um die permanente Form des Gegenstandes 10 zu bilden, wobei die texturierbare Oberfläche 20 flach ist und die erste Oberflächentextur 30 in dem ersten Aktivierungszustand 32 wie z. B. ein erstes Feuchtigkeitsniveau darstellt, welches die umliegende Umgebungsfeuchtigkeit in der Form von Wasserdampf darstellt, wobei die texturierbare Oberfläche 20 im Wesentlichen eben ist. Wenn sie dem zweiten Aktivierungszustand 42 ausgesetzt wird, z. B. Feuchtigkeit, die flüssiges Wasser umfasst, wie hierin beschrieben, ausgesetzt wird, nimmt die texturierbare Oberfläche 20 die Konfiguration im geformten Zustand an und die zweite Oberflächentextur 40 umfasst Vorsprünge 22.If the SMP material is heated above the last transition temperature, the SMP material can be given a permanent shape. A permanent shape for the SMP material may be determined or memorized by subsequent cooling of the material below that temperature. As used herein, the terms "original shape", "predefined shape" and "permanent shape" are synonymous when referring to SMP materials and are intended to be used interchangeably. A temporary shape may be established by heating the material to a temperature higher than a heat transfer temperature of any soft segment, but below the last transition temperature, applying an external stress or strain to deform the SMP material, and then it is cooled below the certain heat transfer temperature of the soft segment while maintaining the deforming external stress or load. This is schematic in the 1A and 1B illustrates where the SMP material 53 in a mold 80 is molded to a precursor article 10 ' produce a precursor body 12 ' with a texture precursor surface 20 has, the Vorläufervorsprünge 22 ' has, as in 1A illustrated. The precursor projections 22 ' may have any protruding shape or shape including individual circular (or other shaped) protrusions, elongate ridges, or the like. The shape in the formed state of 1A can then with (a) heated plate (s) 90 be pressed, as in 1B shown to the permanent shape of the object 10 to form, the textured surface 20 is flat and the first surface texture 30 in the first activation state 32 such as B. represents a first level of moisture, which represents the surrounding ambient moisture in the form of water vapor, wherein the texture surface 20 is essentially flat. If they are the second activation state 42 is exposed, for. Moisture, which comprises liquid water as described herein, decreases in the texture surface 20 the configuration in the formed state and the second surface texture 40 includes protrusions 22 ,

Eine temporäre Form kann in einem feuchtigkeitsempfindlichen SMP-Material festgelegt werden, indem spezifische funktionelle Gruppen oder Bestandteile Feuchtigkeit (z. B. Feuchte, Wasser, Wasserdampf oder dergleichen) ausgesetzt werden, die wirksam sind, um eine spezifische Feuchtigkeitsmenge zu absorbieren, eine Belastung oder Spannung auf das feuchtigkeitsempfindliche SMP-Material angewendet wird und dann die spezifische Feuchtigkeitsmenge entfernt wird, während die Belastung aufrechterhalten wird. Um in die ursprüngliche Form zurückzukehren, kann das feuchtigkeitsempfindliche SMP-Material Feuchtigkeit ausgesetzt werden (mit entfernter Belastung). Die permanente Form kann dann wiedererlangt werden, wobei die Spannung oder Belastung entfernt ist, indem das Material entweder einem Fluid (z. B. Feuchtigkeit) ausgesetzt wird oder das Material auf eine Temperatur oberhalb der speziellen Wärmeübergangstemperatur des weichen Segments, jedoch unter der letzten Übergangstemperatur erwärmt wird. Es sollte somit offensichtlich sein, dass es durch Kombinieren mehrerer weicher Segmente möglich ist, mehrere temporäre Formen zu zeigen, und es mit mehreren harten Segmenten möglich sein kann, mehrere permanente Formen zu zeigen. In ähnlicher Weise wird durch Verwenden eines geschichteten oder Verbundstoffansatzes eine Kombination aus mehreren SMP-Materialien Übergänge zwischen mehreren temporären und permanenten Formen zeigen.A temporary shape may be determined in a moisture-sensitive SMP material by exposing specific functional groups or moieties to moisture (e.g., moisture, water, water vapor, or the like) effective to absorb a specific amount of moisture, stress, or Tension is applied to the moisture-sensitive SMP material and then the specific amount of moisture removed while the load is maintained. To return to its original shape, the moisture-sensitive SMP material can be exposed to moisture (with stress removed). The permanent shape can then be recovered with the stress removed by either exposing the material to a fluid (eg, moisture) or exposing the material to a temperature above the particular heat transfer temperature of the soft segment, but below the last transition temperature is heated. It should thus be apparent that by combining several soft segments it is possible to show multiple temporary shapes and with multiple hard segments it may be possible to show multiple permanent shapes. Similarly, by using a layered or composite approach, a combination of multiple SMP materials will exhibit transitions between multiple temporary and permanent shapes.

Für SMPs mit nur zwei Segmenten wird die temporäre Form des Formgedächtnispolymers bei der ersten Übergangstemperatur festgelegt oder ist keiner Feuchtigkeit ausgesetzt, oder beides, gefolgt von einem Abkühlen des Materials unter Belastung, um die temporäre Form einzuschließen. Die temporäre Form wird solange beibehalten, wie das SMP-Material unter der ersten Übergangstemperatur bleibt oder keiner Feuchtigkeit ausgesetzt ist, oder beides. Die permanente Form wird wiedergewonnen, wenn das SMP-Material einem Fluid, im Spezielleren Feuchtigkeit ausgesetzt ist, oder erneut über die erste Übergangstemperatur gebracht wird, während die Belastung entfernt ist (ist als temperaturaktiviert). Ein Wiederholen der Erwärmungs-, Form- und Abkühlschritte kann die temporäre Form wiederholt zurücksetzen.For SMPs with only two segments, the temporary shape of the shape memory polymer is fixed at the first transition temperature or is not exposed to moisture, or both, followed by cooling the material under stress to trap the temporary shape. The temporary shape is maintained as long as the SMP material remains below the first transition temperature or is not exposed to moisture, or both. The permanent shape is regained when the SMP material is exposed to a fluid, more specifically moisture, or again above the first transition temperature while the stress is removed (is temperature activated). Repeating the heating, molding and cooling steps can repeatedly reset the temporary shape.

Die meisten SMP-Materialien zeigen einen Effekt „in eine Richtung”, wobei das Material eine permanente Form aufweist. Beim Erwärmen des Formgedächtnispolymers über eine Wärmeübergangstemperatur für ein weiches Segment ohne eine Spannung oder Belastung wird die permanente Form erreicht und die Form kehrt nicht ohne die Verwendung äußerer Kräfte zu der temporären Form zurück.Most SMP materials exhibit a one-way effect, with the material having a permanent shape. Upon heating the shape memory polymer above a soft segment heat transfer temperature without stress or strain, the permanent shape is achieved and the shape does not return to the temporary shape without the use of external forces.

Als eine Alternative können einige Formgedächtnispolymerzusammensetzungen derart hergestellt sein, dass sie einen Effekt „in zwei Richtungen” zeigen, wobei das SMP-Material zwei permanente Formen aufweist. Diese Systeme umfassen mindestens zwei Polymerkomponenten. Zum Beispiel könnte eine Komponente ein erstes vernetztes Polymer sein, während die andere Komponente ein anderes vernetztes Polymer ist. Die Komponenten werden durch Schichtverfahren kombiniert oder sind Durchdringungsnetzwerke, wobei die zwei Polymerkomponenten vernetzt sind, allerdings nicht miteinander.As an alternative, some shape memory polymer compositions may be made to exhibit a "bi-directional" effect with the SMP material having two permanent shapes. These systems comprise at least two polymer components. For example, one component could be a first crosslinked polymer while the other component is another crosslinked polymer. The components are combined by layer processes or are interpenetration networks wherein the two polymer components are cross-linked, but not with each other.

Die SMP-Materialien können durch Ausgesetztsein gegenüber beliebigen geeigneten Fluiden und im Spezielleren gegenüber Feuchtigkeit und noch spezieller durch wirksames Herabsetzen ihrer T_g aktiviert werden. Eine indirekte Betätigung des Formgedächtniseffekts durch Herabsetzen von T_trans wurde für handelsübliche Polyurethane einschließlich Polyurethanverbundstoffe mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen gezeigt. Die temporäre Form wird mithilfe herkömmlicher Verfahren für thermisch induzierte Formgedächtnispolymere programmiert. Wenn sie in Wasser eingetaucht ist, diffundiert Feuchtigkeit in die Polymerprobe und wirkt als ein Weichmacher, was eine Wiederherstellung der programmierten Form zur Folge hat. In den Polymeren und Verbundstoffen auf der Basis von Polyurethanen wird T_g durch Eintauchen in Wasser, wie etwa von 35°C bis unter die Umgebungstemperatur herabgesetzt. Es wurde gezeigt, dass das Herabsetzen von T_g von der Feuchtigkeitsaufnahme abhängig ist, die wiederum von der Eintauchdauer abhängig ist. In zeitabhängigen Eintauchstudien wurde gezeigt, dass die Wasseraufnahme zwischen 0 und 4,5 Gew.-% eingestellt werden kann, was mit einer Herabsetzung von T_g von zwischen 0°K und 35°K einhergeht. Da die maximale Feuchtigkeitsaufnahme, die nach 240 Stunden erreicht wurde, etwa 4,5 Gew.-% betrug, ist dieses Formgedächtnispolymer noch immer als ein Polymer und nicht als ein Hydrogel zu betrachten. Eine andere Strategie für wasserbetätigte Formgedächtnispolymere wurde in Polyurethan-Polysilsesquisiloxan-Blockcopolymere realisiert. Hier wurde niedermolekulares Polyethylenglykol oder PEG als das Polyethersegment verwendet. Beim Eintauchen in Wasser löst sich das PEG-Segment auf, was zum Verschwinden von T_m und zur Wiedererlangung der permanenten Form führt. Siehe „Shape Memory Polymers”, Materials Today, Vol. 10, Nr. 4, S 20–28, April 2007 .The SMP materials can be activated by exposure to any suitable fluids, and more particularly to moisture, and more specifically, by effectively reducing their T _g . Indirect actuation of the shape memory effect by reducing T _trans has been demonstrated for commercial polyurethanes including carbon nanotube polyurethane composites. The temporary shape is programmed using conventional methods for thermally induced shape memory polymers. When submerged in water, moisture diffuses into the polymer sample and acts as a plasticizer, resulting in restoration of the programmed shape. In the polymers, and composite materials based on polyurethanes T _g is reduced by immersion in water, such as from 35 ° C to below the ambient temperature. It has been shown that the reduction of T _g is dependent on the moisture absorption, which in turn depends on the immersion time. In time-dependent immersion studies it has been shown that the water uptake can be adjusted between 0 and 4.5% by weight, which is accompanied by a reduction of T _g of between 0 ° K and 35 ° K. Since the maximum moisture uptake achieved after 240 hours was about 4.5% by weight, this shape memory polymer is still considered to be a polymer rather than a hydrogel. Another strategy for water-actuated shape memory polymers has been realized in polyurethane polysilsesquisiloxane block copolymers. Here, low molecular weight polyethylene glycol or PEG was used as the polyether segment. When immersed in water, the PEG segment dissolves, resulting in the disappearance of T _m and regaining the permanent shape. Please refer "Shape Memory Polymers", Materials Today, Vol. 10, No. 4, pp. 20-28, April 2007 ,

Im Fall von aktiv aktivierten Systemen mithilfe von wärmeempfindlichen SMP-Materialien ändert das Formgedächtnispolymer durch Ändern der Temperatur seine Form in der Richtung einer ersten permanenten Form oder einer zweiten permanenten Form. Jede der permanenten Formen gehört zu einer Komponente des SMP. Die Temperaturabhängigkeit der Gesamtform ist in der Tatsache begründet, dass die mechanischen Eigenschaften einer Komponente („Komponente A”) beinahe unabhängig von der Temperatur in dem betreffenden Temperaturintervall sind. Die mechanischen Eigenschaften der anderen Komponente („Komponente B”) sind von der Temperatur in dem betreffenden Temperaturintervall abhängig. In einer Ausführungsform wird die Komponente B bei niedrigen Temperaturen im Vergleich mit der Komponente A stärker, während die Komponente A bei hohen Temperaturen stärker ist und die tatsächliche Form bestimmt. Eine Gedächtnisvorrichtung in zwei Richtungen kann hergestellt werden, indem die permanente Form der Komponente A („erste permanente Form”) festgelegt wird, die Vorrichtung zu der permanenten Form der Komponente B („zweite permanente Form”) verformt wird und die permanente Form der Komponente B fixiert wird, während eine Spannung angewendet wird.In the case of actively activated systems using heat sensitive SMP materials, the shape memory polymer changes shape by changing the temperature in the direction of a first permanent shape or a second permanent shape. Each of the permanent forms belongs to a component of the SMP. The temperature dependence of the overall shape is due to the fact that the mechanical properties of a component ("component A") are almost independent of the temperature in the temperature interval in question. The mechanical properties of the other component ("component B") are dependent on the temperature in the temperature interval in question. In one embodiment, component B is compared to at low temperatures Component A stronger, while the component A is stronger at high temperatures and determines the actual shape. A two-way memory device can be made by setting the permanent shape of component A ("first permanent shape"), deforming the device to the permanent shape of component B ("second permanent shape"), and the permanent shape of the component B is fixed while a voltage is applied.

Es sollte für Fachleute einzusehen sein, dass es möglich ist, SMP-Materialien in vielen verschiedenen Gestalten und Formen auszubilden. Die technische Ausführung der Zusammensetzung und Struktur des Polymers selbst kann die Wahl einer bestimmten Temperatur für eine gewünschte Anwendung zulassen. Zum Beispiel kann die letzte Übergangstemperatur je nach spezieller Anwendung zwischen etwa 0°C und etwa 300°C oder mehr betragen. Eine Temperatur für eine Formwiederherstellung (d. h. eine Wärmeübergangstemperatur für ein weiches Segment) kann bei etwa –30°C oder darüber liegen. Eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 40°C oder mehr betragen. Eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 100°C oder mehr betragen. Eine andere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 250°C oder weniger betragen. Eine noch andere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 200°C oder weniger betragen. Schließlich kann eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung etwa 150°C oder weniger betragen.It should be appreciated by those skilled in the art that it is possible to form SMP materials in many different shapes and forms. The technical design of the composition and structure of the polymer itself may allow the choice of a particular temperature for a desired application. For example, depending on the particular application, the final transition temperature may be between about 0 ° C and about 300 ° C or more. A temperature for shape recovery (i.e., a soft segment heat transfer temperature) may be about -30 ° C or higher. Another temperature for shape recovery may be about 40 ° C or more. Another temperature for shape recovery may be about 100 ° C or more. Another temperature for shape recovery may be about 250 ° C or less. Still another temperature for shape recovery may be about 200 ° C or less. Finally, another mold recovery temperature may be about 150 ° C or less.

Optional kann das SMP-Material gewählt sein, um ein spannungsinduziertes Fließen bereitzustellen, das direkt (d. h. ohne Erwärmen des SMP-Materials über seine Wärmeübergangstemperatur, um es zu „erweichen”) verwendet werden kann, um die Auflage dazu zu bringen, sich einer vorhandenen Oberfläche anzupassen. Die maximale Dehnung, der das SMP-Material in diesem Fall standhalten kann, kann in einigen Ausführungsformen mit dem Fall vergleichbar sein, in dem das Material über seine Wärmübergangstemperatur verformt wird.Optionally, the SMP material may be selected to provide stress-induced flow that may be used directly (ie, without heating the SMP material above its heat transfer temperature to "soften" it) to cause the overlay to become an existing one Surface to adapt. The maximum strain that the SMP material can withstand in this case may, in some embodiments, be comparable to the case where the material is deformed beyond its thermal transition temperature.

Wenngleich Bezug auf wärmeempfindliche SMP-Materialien genommen wurde und weiter genommen wird, werden Fachleute angesichts dieser Offenlegung einsehen, dass lichtempfindliche SMP-Materialien und durch andere Verfahren aktivierte SMP-Materialien ohne weiteres zusätzlich zu oder anstelle von wärmeempfindlichen SMP-Materialien verwendet werden können. Zum Beispiel kann, anstatt Wärme zu verwenden, eine temporäre Form in einem lichtempfindlichen SMP-Material festgelegt werden, indem das lichtempfindliche SMP-Material mit Licht einer spezifischen Wellenlänge bestrahlt wird (während es belastet ist), was bewirkt, dass sich spezifische Vernetzungen bilden, und die Bestrahlung dann unterbrochen wird, während es noch immer belastet ist. Um in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, kann das lichtempfindliche SMP-Material mit dem Licht derselben oder einer verschiedenen spezifischen Wellenlänge bestrahlt werden (während die Belastung entfernt ist), das wirksam ist, um die spezifischen Vernetzungen zu spalten.Although reference has been made to heat-sensitive SMP materials and will be further appreciated, those skilled in the art will appreciate that SMP photosensitive materials and other method-activated SMP materials can be readily used in addition to or in lieu of heat-sensitive SMP materials. For example, instead of using heat, a temporary shape may be set in an SMP photosensitive material by irradiating the SMP photosensitive material with light of a specific wavelength (while being charged), causing specific crosslinks to form, and the irradiation is then interrupted while it is still loaded. To return to its original shape, the SMP photosensitive material can be irradiated with the light of the same or a different specific wavelength (while the stress is removed), which is effective to cleave the specific crosslinks.

Dies zeigt, dass SMP-Materialien gewählt werden können, um einen breiten Bereich passiver Umgebungsbedingungen oder aktiv induzierte Zustände vorzusehen, die als ein erster Zustand 32, um eine erste Oberflächentextur 30 zu beschaffen, und ein zweiter Zustand 42 verwendet werden können, um eine zweite Oberflächentextur 40 zu beschaffen.This demonstrates that SMP materials can be chosen to provide a wide range of passive environmental conditions or actively induced states, as a first condition 32 to a first surface texture 30 to procure, and a second state 42 can be used to create a second surface texture 40 to get.

Geeignete Formgedächtnispolymere, unabhängig von dem speziellen Typ von SMP-Material, können Thermoplaste, duroplastisch-thermoplastische Copolymere, Durchdringungsnetzwerke, halb durchdringende Netzwerke oder gemischte Netzwerke sein. Die SMP-Material-„Einheiten” oder -„Segmente” können ein einzelnes Polymer oder eine Mischung von Polymeren sein. Die Polymere können lineare oder verzweigte Elastomere mit Seitenketten oder dendritischen Strukturelementen sein. Geeignete Polymerkomponenten zum Bilden eines Formgedächtnispolymers umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyphosphazene, Polyvinylalkohole, Polyamide, Polyimide, Polyesteramide, Polyaminosäuren, Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglykole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylaktide, Polyglykolide, Polysiloxane, Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester und Copolymere aus diesen. Beispiele für geeignete Polyacrylate umfassen Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyisobutylmethacrylat, Polyhexylmethacrylat, Polyisodecylmethacrylat, Polylaurylmethacrylat, Polyphenylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polyisopropylacrylat, Polyisobutylacrylat und Polyoctadecylacrylat. Beispiele für weitere geeignete Polymere umfassen Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidin, chloriertes Polybutylen, Polyoctadecylvinylether, Polyethylenvinylacetat, Polyethylen, Polyethylenoxid-Polyethylenterephthalat, Polyethylen/Nylon (Pfropf-Copolymer), Polycaprolaktonpolyamid (Blockcopolymer), Polycaprolaktondimethacrylat-n-Butylacrylat, polyhedrales oligomeres Polynorbornylsilsequioxan, Polyvinylchlorid, Urethan/Butadien-Copolymere, polyurethanhaltige Blockcopolymere, Styrol-Butadien-Blockcopolymere und dergleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform, wo eine Feuchtigkeitsaktivierung des SMP wünschenswert ist, können verschiedene Urethane als aktivierungszustandsempfindliches Material 50 verwendet werden. Das/die zum Bilden der verschiedenen Segmente in den oben beschriebenen SMPs verwendete/n Polymer/e ist/sind entweder im Handel erhältlich oder kann/können unter Verwendung von Routine-Chemie synthetisiert werden. Fachleute sind in der Lage, die Polymere ohne weiteres unter Verwendung bekannter chemischer und Verarbeitungsverfahren ohne übermäßiges Experimentieren herzustellen.Suitable shape memory polymers, regardless of the particular type of SMP material, can be thermoplastics, thermoset-thermoplastic copolymers, interpenetration networks, semi-interpenetrating networks, or mixed networks. The SMP material "units" or "segments" may be a single polymer or a mixture of polymers. The polymers may be linear or branched elastomers with side chains or dendritic structural elements. Suitable polymer components for forming a shape memory polymer include, but are not limited to, polyphosphazenes, polyvinyl alcohols, polyamides, polyimides, polyesteramides, polyamino acids, polyanhydrides, polycarbonates, polyacrylates, polyalkylenes, polyacrylamides, polyalkylene glycols, polyalkylene oxides, polyalkylene terephthalates, polyorthoesters, polyvinyl ethers, polyvinyl esters, polyvinyl halides, polyesters , Polylactides, polyglycolides, polysiloxanes, polyurethanes, polyethers, polyetheramides, polyetheresters and copolymers thereof. Examples of suitable polyacrylates include polymethylmethacrylate, polyethylmethacrylate, polybutylmethacrylate, polyisobutylmethacrylate, polyhexylmethacrylate, polyisodecylmethacrylate, polylaurylmethacrylate, polyphenylmethacrylate, polymethylacrylate, polyisopropylacrylate, polyisobutylacrylate and polyoctadecylacrylate. Examples of other suitable polymers include polystyrene, polypropylene, polyvinylphenol, polyvinyl pyrrolidine, chlorinated polybutylene, polyoctadecyl vinyl ether, polyethylene vinyl acetate, polyethylene, polyethylene oxide polyethylene terephthalate, polyethylene / nylon (graft copolymer), polycaprolactone polyamide (block copolymer), polycaprolactone dimethacrylate n-butyl acrylate, polyhedral oligomeric polynorbornylsilsequioxane , Polyvinyl chloride, urethane / butadiene copolymers, polyurethane-containing block copolymers, styrene-butadiene block copolymers, and the like. In an exemplary embodiment where moisture activation of the SMP is desirable, various urethanes may be used as the activation state-sensitive material 50 be used. The one to make up the different segments in the above The polymer (s) used are either commercially available or can be synthesized using routine chemistry. Those skilled in the art will be able to readily prepare the polymers using known chemical and processing techniques without undue experimentation.

Unter Bezugnahme auf die 2A–2D umfasst ein Gegenstand 10, der eine selektiv texturierbare Oberfläche 20 aufweist, einen Körper 12, siehe die 2C und 2D. Der Körper 12 umfasst eine Tasche 14, die ein aktivierungszustandsempfindliches Material 50 beherbergt, und kann auch eine Vielzahl von Taschen 14 umfassen, von denen jede ein aktivierungszustandsempfindliches Material 50 beherbergt. Ein geeignetes aktivierungszustandsempfindliches Material 50 (oder Vielzahl von Materialien 50) ist ausgebildet, um eine Volumenänderung, bevorzugt eine deutliche Volumenänderung beim Ausgesetztsein gegenüber einem geeigneten Aktivierungsfluid 51 bereitzustellen. Eine elastische, fluiddurchlässige Membran 16 ist ausgebildet, um zuzulassen, dass das gewünschte Aktivierungsfluid 51 in die Tasche 14 hinein und aus dieser heraus gelangt, um mit dem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 in Kontakt zu gelangen, und das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 ist funktionell der feuchtigkeitsdurchlässigen Schicht zugeordnet, sodass beim Ausdehnen das Material gegen die elastische Membran 16 wirkt und dadurch die Membran elastisch verformt und einen Vorsprung 22 bereitstellt. Daher wird in einem ersten Aktivierungszustand 32, wenn die texturierbare Oberfläche 20 keinem Aktivierungsfluid 51 ausgesetzt wurde, die erste Oberflächentextur 30 bereitgestellt, wobei die texturierbare Oberfläche 20 im Wesentlichen eben ist, wie in 2C gezeigt. In einem zweiten Aktivierungszustand 42, wenn die texturierbare Oberfläche 20 einem Aktivierungsfluid 51 ausgesetzt wurde, wird die zweite Oberflächentexturier 40 bereitgestellt, wobei die texturierbare Oberfläche 20 Vorsprünge 22 umfasst, wie in 2D gezeigt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die aktivierungszustandsempfindlichen Materialien 50 ein Xerogelmaterial 54 und das Aktivierungsfluid 51 ist eine organische oder anorganische Flüssigkeit wie z. B. Feuchtigkeit in der Form von flüssigem Wasser. Es kann jedes beliebige Xerogel einschließlich jener verwendet werden, die eine Porosität von etwa 25% und eine Oberflächengröße von etwa 150–900 m²/g und eine Porengröße von etwa 1–10 nm aufweisen. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 ein SMP-Material 53, das geformt ist, um zumindest einen Vorläufervorsprung 22' (2A) von der Tasche 14 bereitzustellen, und dann geformt wird, z. B. indem es mithilfe einer erwärmten Platte 90 (oder zwei gegenüberliegender Platten 90, wie in 1B gezeigt) zusammengepresst wird, um eine im Wesentlichen ebene Oberfläche mit der Oberfläche 13 des Körpers 12 bereitzustellen (2B), wonach die Schicht aus der fluiddurchlässigen Membran 16 in den Körper 12 eingebaut wird, indem sie an die Oberfläche 13 geklebt wird (2C).With reference to the 2A - 2D includes an object 10 that has a selectively textured surface 20 has a body 12 , see the 2C and 2D , The body 12 includes a bag 14 , which is an activation state sensitive material 50 houses, and also can a variety of bags 14 each of which is an activation state sensitive material 50 houses. A suitable activation state sensitive material 50 (or variety of materials 50 ) is adapted to a volume change, preferably a significant change in volume when exposed to a suitable activation fluid 51 provide. An elastic, fluid-permeable membrane 16 is designed to allow the desired activation fluid 51 in the pocket 14 into and out of it to interact with the activation state sensitive material 50 to contact and the activation state sensitive material 50 is functionally associated with the moisture-permeable layer so that when expanded, the material rests against the elastic membrane 16 acts and thereby elastically deformed the membrane and a projection 22 provides. Therefore, in a first activation state 32 if the texturizable surface 20 no activation fluid 51 was exposed, the first surface texture 30 provided, wherein the texture surface 20 essentially is just as in 2C shown. In a second activation state 42 if the texturizable surface 20 an activating fluid 51 is exposed, the second surface texturing 40 provided, wherein the texture surface 20 projections 22 includes, as in 2D shown. In an exemplary embodiment, the activation state sensitive materials include 50 a xerogel material 54 and the activating fluid 51 is an organic or inorganic liquid such. B. moisture in the form of liquid water. Any xerogel may be used including those having a porosity of about 25% and a surface area of about 150-900 m ² / g and a pore size of about 1-10 nm. In another exemplary embodiment, the activation state sensitive material comprises 50 an SMP material 53 that is shaped to have at least one protrusion projection 22 ' ( 2A ) from the bag 14 and then molded, e.g. B. by using a heated plate 90 (or two opposite plates 90 , as in 1B shown) is compressed to a substantially planar surface with the surface 13 of the body 12 to provide 2 B ), after which the layer of fluid-permeable membrane 16 in the body 12 is built in by bringing it to the surface 13 is glued ( 2C ).

Unter Bezugnahme auf die 3A–3C umfasst ein Gegenstand 10, der eine selektiv texturierbare Oberfläche 20 aufweist, einen Körper 12. Der Körper 12 umfasst eine starre Verstärkung 114. Die starre Verstärkung kann ein beliebiges geeignetes starres Verstärkungsmaterial einschließlich verschiedener Metalle, Polymere, Keramiken oder Verbundstoffen oder eine Kombination daraus sein. Eine Schicht 115 aus aktivierungszustandsempfindlichem Material 50 ist auf einer Außenfläche 116 der starren Verstärkung 114 angeordnet, wie in 3A gezeigt. Die Schicht 115 kann eine beliebige geeignete Dicke (t) aufweisen, um die gewünschte Fähigkeit bereitzustellen, die texturierbare Oberfläche 20 zu texturieren, wie hierin beschrieben. Die Dicke (t) kann über die Außenfläche 116 hinweg konstant oder variabel sein. Das aktivierungszustandsempfindliche Material 50 kann ein thixotropes Material 56 oder ein scherverdickendes (oder -verdünnendes) Fluid 58 umfassen, das auf einen Aktivierungszustand anspricht, der eine Änderung einer auf das Material angewendeten Scherspannung umfasst. Eine elastisch flexible oder verformbare Schicht 118 ist über der Schicht 115 aus aktivierungszustandsempfindlichem Material 50 angeordnet und an einer oberen Oberfläche 121 der Verstärkung 114 angebracht, wie in 3B gezeigt. Die elastisch flexible Schicht 118 kann ein beliebiges geeignetes elastisch flexibles Material 117 einschließlich verschiedener Metalle, Polymere, Keramiken oder Verbundstoffen oder eine Kombination daraus umfassen. Dies stellt einen ersten Aktivierungszustand 32 und eine erste Oberflächentextur 30 dar, wobei die texturierbare Oberfläche 20 im Wesentlichen eben ist, wie in 3B gezeigt. Geeignete aktivierungszustandsempfindliche Materialien 50 sind ausgebildet, um eine Änderung der Form beim Anwenden einer geeignetem Scherspannung 119 durch eine Objekt 120 bereitzustellen, wie in 3C gezeigt. Beim Anwenden einer Scherspannung 119 wird die texturierbare Oberfläche 20 dem zweiten Aktivierungszustand 42 ausgesetzt und nimmt die zweite Oberflächentextur 40 an, die Vertiefungen 23 aufweist. Das Ansprechen der texturierbaren Oberfläche 20 kann infolge der Art des thixotropen Materials 56 oder eines scherverdickenden Fluids 58 zeitabhängig sein. Die Scherspannung 119 kann durch ein beliebiges geeignetes Objekt 120 einschließlich eines Fertigungsgegenstandes, einer Maschine oder eines menschlichen Benutzers angewendet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Gegenstand 10 eine flache Tafel und das Objekt eine Platte 120. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Gegenstand 10 ein Lenkrad und die Objekte sind die Finger 121 einer Hand eines menschlichen Benutzers, die gegen das Rad pressen. Beim Lösen der Scherspannung 119 übt die elastisch flexible Schicht 118 eine Kombination aus normalen und Scherkräften aus, die ausgebildet sind, um den Gegenstand 10 allmählich in den ersten Aktivierungszustand und die Konfiguration, wie in 3B veranschaulicht, zurückzubringen; somit ist die texturierbare Oberfläche 20 reversibel. Die elastisch flexible Schicht 118 kann über der Schicht 115 mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels zum Anordnen einschließlich des Anbringens derselben an einem Abschnitt des Körpers 12 wie z. B. der oberen Oberfläche 121 angeordnet werden.With reference to the 3A - 3C includes an object 10 that has a selectively textured surface 20 has a body 12 , The body 12 includes a rigid reinforcement 114 , The rigid reinforcement may be any suitable rigid reinforcement material including various metals, polymers, ceramics or composites or a combination thereof. A layer 115 from activation state sensitive material 50 is on an outer surface 116 the rigid reinforcement 114 arranged as in 3A shown. The layer 115 may have any suitable thickness (t) to provide the desired capability, the texturizable surface 20 to texture as described herein. The thickness (t) can be over the outer surface 116 be constant or variable. The activation state sensitive material 50 can be a thixotropic material 56 or a shear thickening (or thinning) fluid 58 which is responsive to an activation condition comprising a change of a shear stress applied to the material. An elastically flexible or deformable layer 118 is above the layer 115 from activation state sensitive material 50 arranged and on an upper surface 121 the reinforcement 114 attached, as in 3B shown. The elastically flexible layer 118 can be any suitable elastically flexible material 117 including various metals, polymers, ceramics or composites, or a combination thereof. This represents a first activation state 32 and a first surface texture 30 where the texturizable surface 20 essentially is just as in 3B shown. Suitable activation state sensitive materials 50 are adapted to change the shape when applying a suitable shear stress 119 through an object 120 to provide, as in 3C shown. When applying a shear stress 119 becomes the texturizable surface 20 the second activation state 42 exposed and takes the second surface texture 40 on, the wells 23 having. The response of the texturizable surface 20 may be due to the nature of the thixotropic material 56 or a shear thickening fluid 58 be time-dependent. The shear stress 119 can by any suitable object 120 including an article of manufacture, a machine, or a human user. In an exemplary embodiment, the article is 10 a flat blackboard and the object a plate 120 , In another exemplary embodiment, the subject matter is 10 a steering wheel and the objects are the fingers 121 a hand of one human user pressing against the wheel. When releasing the shear stress 119 exercises the elastically flexible layer 118 a combination of normal and shear forces that are trained to the object 10 gradually into the first activation state and configuration, as in 3B illustrates to bring back; thus is the texturizable surface 20 reversible. The elastically flexible layer 118 can over the layer 115 by any suitable means for arranging including attaching it to a portion of the body 12 such as B. the upper surface 121 to be ordered.

Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Verfahren 200 zur Verwendung eines Gegenstandes 12 beschrieben, der eine selektiv texturierbare Oberfläche 20 umfasst. Das Verfahren 200 umfasst, dass: ein Gegenstand 12 mit einer selektiv texturierbaren Oberfläche 20, welche eine erste Oberflächentextur 30, die einem ersten Aktivierungszustand 32 zugeordnet ist, und eine zweite Oberflächentextur 40 aufweist, die einem zweiten Aktivierungszustand 42 zugeordnet ist, wie hierin beschrieben, wobei die erste Oberflächentextur 30 von der zweiten Oberflächentextur 40 verschieden ist, aus einem aktivierungszustandsempfindlichen Material 50 gebildet wird, 210, welches ein aktives Material 52, ein Xerogelmaterial 54, ein thixotropes Material 56 oder ein scherverdickendes Material 58 oder eine Kombination daraus umfasst und funktionell der selektiv texturierbaren Oberfläche 20 zugeordnet und ausgebildet ist, um die erste Oberflächentextur 30 in dem ersten Aktivierungszustand 32 und die zweite Oberflächentextur 40 in dem zweiten Aktivierungszustand 42 bereitzustellen. Das Verfahren 200 umfasst auch, dass die selektiv texturierbare Oberfläche 20 einem von dem ersten Aktivierungszustand 32 oder dem zweiten Aktivierungszustand 42 ausgesetzt wird, 220, um eine von der ersten Oberflächentextur 30 bzw. der zweiten Oberflächentextur 40 bereitzustellen. Das Verfahren 200 kann auch umfassen, dass der Gegenstand 12 ausgesetzt wird, 230, wobei die selektiv texturierbare Oberfläche 20 dem anderen von dem ersten Aktivierungszustand 32 oder dem zweiten Aktivierungszustand 42 ausgesetzt wird, um die andere von der ersten Oberflächentextur 30 oder der zweiten Oberflächentextur 40 bereitzustellen.With reference to 5 is a procedure 200 to use an object 12 described a selectively textured surface 20 includes. The procedure 200 includes that: an object 12 with a selectively textured surface 20 , which is a first surface texture 30 that is a first activation state 32 is assigned, and a second surface texture 40 having a second activation state 42 as described herein, wherein the first surface texture 30 from the second surface texture 40 is different from an activation state sensitive material 50 is formed, 210 which is an active material 52 , a xerogel material 54 , a thixotropic material 56 or a shear-thinning material 58 or a combination thereof and functionally the selectively texturizable surface 20 assigned and formed to the first surface texture 30 in the first activation state 32 and the second surface texture 40 in the second activation state 42 provide. The procedure 200 also includes that the selectively texturable surface 20 one of the first activation state 32 or the second activation state 42 is suspended 220 to one from the first surface texture 30 or the second surface texture 40 provide. The procedure 200 may also include that item 12 is suspended 230 , wherein the selectively texturizable surface 20 the other from the first activation state 32 or the second activation state 42 is exposed to the other from the first surface texture 30 or the second surface texture 40 provide.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird für Fachleute einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Überdies können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, um ein/e bestimmte/s Situation oder Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang derselben abzuweichen. Die Erfindung soll daher nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt sein, die als beste Art offenbart sind, die für die Ausführung der Erfindung in Erwägung gezogen wird, sondern die Erfindung schließt alle Ausführungsformen ein, die in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fallen.While the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. In addition, numerous modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. The invention should therefore not be limited to the specific embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention, but the invention includes all embodiments falling within the scope of the present application.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Shape Memory Polymers", Materials Today, Vol. 10, No. 4, pp. 20-28, April 2007 [0029]

Claims

An article having a selectively texturable surface comprising: an article having a selectively texturizable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first activation state and a second surface texture associated with a second activation state, wherein the first surface texture is different than the second surface texture; and an activation state sensitive material comprising an active material, a xerogel, a thixotropic material or a shear thickening material, or a combination thereof, operatively associated with and selectively formed on the selectively texturable surface to selectively support the first surface texture in the first activation state and the second surface texture in the first provide second activation state.

The article of claim 1, wherein the activation state sensitive material comprises an active material responsive to an activation state comprising a change in fluid content.

The article of claim 2, wherein the fluid comprises moisture and wherein the active material has a first state associated with a first moisture content and a second state associated with a second moisture content, wherein the first moisture content is configured to be the first moisture content To provide surface texture, and the second moisture content is formed to provide the second surface texture.

The article of claim 3, wherein the first surface texture or the second surface texture comprises a macroscopic aspect or a microscopic aspect of the selectively texturable surface.

The article of claim 1, wherein the texturizable surface comprises a moisture-permeable layer and the activation-state-sensitive material is operatively associated with the moisture-permeable layer.

The article of claim 5, wherein the activation-state-sensitive material comprises a shape memory polymer or a xerogel or a combination thereof.

An article having a moisture activated, selectively texturable surface comprising: an article having a selectively texturizable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first moisture content near the surface and a second surface texture associated with a second moisture content proximate the surface, wherein the first surface texture is from the second surface texture Surface texture is different; and an active material operatively associated with the selectively texturable surface, wherein the active material has a first state associated with the first moisture content and a second state associated with a second moisture content, wherein the first state is configured to be selective provide the first surface texture, and the second state is configured to provide the second surface texture.

The article of claim 7, wherein the article is a tire and the texturizable surface comprises a tire tread.

A method of making an article having a selectively texturable surface, comprising: an article having a selectively texturizable surface, the selectively texturizable surface having a first surface texture associated with a first activation state and a second surface texture associated with a second activation state wherein the first surface texture is different from the second surface texture activation state sensitive material comprising an active material, a xerogel, a thixotropic material or a shear thickening material, or a combination thereof, and operably associated and adapted to the selectively textured surface to form the first surface texture in the first activation state and the second surface texture in the first surface texture to provide second activation state; and the selectively texturable surface is exposed to one of the first activation state or the second activation state to provide one of the first surface texture or the second surface texture.

The method of claim 9, further comprising: subjecting the article to exposure of the selectively textured surface to the other of the first activation state or the second activation state to provide the other of the first surface texture or the second surface texture.